BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
Giang Văn Khiêm
NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ PHI TUYẾN CỦA VÁCH BÊ
TÔNG CỐT THÉP NHÀ CAO TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG
LẶP ĐẢO CHIỀU
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
Mã số: 9580201
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KĨ THUẬT
HÀ NỘI - 2023
Công trình được hoàn thành tại:
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
Người hướng dẫn khoa học:
1) PGS.TS Nghiêm Mạnh Hiến
2) GS.TS Nguyễn Tiến Chương
Phản biện 1:
PGS.TS Nguyễn Xuân Huy – ĐH Giao thông Vận tải
Phản biện 2:
PGS.TS Nguyễn Ngọc Phương – ĐH Kiến trúc Hà Nội
Phản biện 3:
PGS.TS Nguyễn Tuấn Trung - ĐH Xây dựng Hà Nội
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện,
họp tại: Phòng họp tầng 2, Viện khoa học công nghệ xây dựng
vào hồi ..... giờ ........ ngày ....... tháng ...... năm 2023
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Viện Khoa học công nghệ xây dựng
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài nghiên cứu
Hiện nay vách tông cốt thép đang sử dụng rộng rãi trong kết cấu chịu lực của
các công trình từ 20-40 tầng tại Việt Nam, mặc đã một số nghiên cứu thuyết
và thực nghiệm về vấn đề này, nhưng các kết quả vẫn còn hạn chế và chưa đầy đủ.
Trước đây, quan điểm về thiết kế kết cấu tông cốt thép thường tập trung vào
việc đảm bảo độ bền và độ cứng của kết cấu. Tuy nhiên hiện nay phương pháp thiết kế
kết cấu dựa theo chuyển vị đã được áp dụng rộng rãi tại các ớc trên thế giới. Việc
nghiên cứu ứng xử phi tuyến của vách tông cốt thép sẽ làm sáng tỏ các giai đoạn
làm việc của vách từ giai đoạn đàn hồi đến khi bị sụp đổ.
Các phần mềm phân tích kết cấu phổ biến hiện nay như Etabs, Sap2000, Robot,
Midas vv... chưa hình phi tuyến đối với vật liệu hỗn hợp tông cốt thép
cho kết cấu vách cứng. Do vậy, đề tài này có tính cấp thiết và thực tiễn trong việc phân
tích ứng xử phi tuyến của kết cấu vách tông cốt thép ncao tầng chịu tải trọng lặp
đảo chiều.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng phần tử hữu hạn tấm phẳng để hình hóa ứng xử phi tuyến của vách
bê tông cốt thép.
Nghiên cứu thực nghiệm ch tông cốt thép chịu tải trọng lặp đảo chiều để
làm rõ ứng xử phi tuyến của vách bê tông cốt thép.
Xây dựng chương trình phân tích ứng xử phi tuyến vách bê tông cốt thép.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Vách phẳng tông cốt thép trong nhà cao tầng được
thiết kế, cấu tạo phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam.
Phạm vi nghiên cứu: Ứng xử phi tuyến của ch tông cốt thép chịu đồng thời
tải trọng đứng không đổi và tải trọng ngang lặp đảo chiều.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu thuyết: Phương pháp phần tử hữu hạn: xây dựng các ma trận độ
cứng, ma trận khối lượng, ma trận đàn dẻo c tải nút; phương pháp phân tích
kết cấu và giải các bài toán phân tích phi tuyến tĩnh và động;
2
Nghiên cứu thực nghiệm: thí nghiệm cấu kiện vách tông cốt thép chịu tải
trọng lặp đảo chiều.
5. Nội dung nghiên cứu của luận án
Nội dung nghiên cứu của luận án được trình bày trong 4 chương, trình bày c
vấn đề liên quan tới vách bê tông cốt thép và ứng xử phi tuyến của vách BTCT chịu tải
trọng lặp đảo chiều.
Phân tích phần tử hữu hạn nghiên cứu thực nghiệm ch BTCT, từ đó làm
được ứng xử phi tuyến của vách BTCT chịu tải trọng lặp đảo chiều.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
- Xây dựng phần tử hỗn hợp tông cốt thép trong đó kể đến tính phi tuyến của
vật liệu.
- Cung cấp bộ số liệu về kết quả nghiên cứu thực nghiệm vách tông cốt thép
chịu tải trọng lặp đảo chiều.
- Xây dựng chương trình phân tích ứng xử phi tuyến của vách bê tông cốt thép.
7. Cấu trúc luận án
Ngoài Mở đầu, tài liệu tham khảo, các công trình khoa học đã công bố, luận án
được bố cục trong 4 chương: Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu; Chương 2.
Xây dựng phần tử hỗn hợp tông cốt thép theo phương pháp phần tử hữu hạn;
Chương 3. Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử của vách tông cốt thép chịu tải trọng
lặp đảo chiều; Chương 4. Xây dựng chương trình phân tích ng xử phi tuyến vách
tông cốt thép CSW; Phụ lục.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trong Chương 1 về nghiên cứu tổng quan sẽ đề cập đến bốn vấn đề chính, đó là:
giới thiệu chung về phần tử vách bê tông cốt thép (BTCT), các mô hình phân tích vách
BTCT, mô hình vật liệu trong phân tích phi tuyến kết cấu. Ngoài ra, trong phần nghiên
cứu tổng quan, luận án cũng đã giới thiệu về tình hình nghiên cứu thực nghiệm vách
tông cốt thép chịu tải trọng lặp đảo chiều trên thế giới, để từ đó rút ra được những
vấn đề còn tồn tại trong các nghiên cứu, qua đó đxuất được vấn đề nghiên cứu
hướng tiếp cận bằng thực nghiệm và phân tích phi tuyến thực hiện trong luận án.
3
1.1. Giới thiệu chung về vách BTCT
Trong phần này trình y khái niệm về vách tông cốt thép, phân loại ch
BTCT theo c tiêu chí khác nhau: phân loại vách theo chiều cao, theo công năng sử
dụng theo phương pháp thi công. Ngoài ra, trong phần này trình bày cách thiết kế
vách BTCT theo một số tiêu chuẩn như: thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam, thiết kế
theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ.
1.2. Các mô hình phân tích vách bê tông cốt thép
Trong phần này c giả giới thiệu một số hình phân tích ch BTCT như:
hình dầm ơng đương, hình dạng giàn, hình tổ hợp, hình thớ, hình vi
mô. Tviệc phân tích này để thấy được sự khác nhau ưu nhược điểm của mỗi
hình trong phân tích vách BTCT.
1.3. Mô hình vật liệu trong phân tích phi tuyến kết cấu
Trong phần này luận án giới thiệu các hình cơ bản cho vật liệu tông cốt
thép để phân tích ứng xphi tuyến kết cấu trong các tài liệu và các nghiên cứu trên thế
giới.
1.4. Nghiên cứu thực nghiệm vách BTCT chịu tải trọng lặp
Vấn đề nghiên cứu vách BTCT chịu tải trọng lặp được nhiều nhà khoa học trong
và ngoài nước quan tâm thực hiện. Luận án giới thiệu đến một số nghiên cứu điển hình
như:
- Thí nghiệm của Lefas và cộng sự [33]
- Thí nghiệm của Thosen và Wallace [34]
- Thí nghiệm của Deng và cộng sự [13]
- Thí nghiệm của Yiquiu Lu và cộng sự [94a]
- Thí nghiệm của Bing Li và cộng sự [5a].
Từ các nghiên cứu thực nghiệm điển hình trên thế giới theo các giai đoạn thời
gian khác nhau, luận án rút ra được các ưu nhược điểm trong các nghiên cứu, tham
khảo được các kinh nghiệm trong việc lựa chọn hình cách chế tạo hình
trong nghiên cứu thực nghiệm của luận án.
1.5. Nhận xét Chương 1